DE112021000802T5 - Festkörper-bildsensor - Google Patents

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DE112021000802T5
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Koya TSUCHIMOTO
Shin Kitano
Yusuke Murakawa
Makoto Nakamura
Takuya Hanada
Yuki Noda
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Abstract

Ein Festkörper-Bildsensor (200) gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine Fotodiode (221), eine Umwandlungsschaltung (Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310), eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung (einen Komparator 341) und eine lichtabschirmende Einheit (einen lichtabschirmenden Film 700). Die Fotodiode (221) wandelt einfallendes Licht fotoelektrisch um, um einen Fotostrom zu erzeugen. Die Umwandlungsschaltung (Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310) wandelt den Fotostrom in ein Spannungssignal um. Die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung (der Komparator 341) detektiert eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf der Basis des Spannungssignals. Die lichtabschirmende Einheit (der lichtabschirmende Film 700) schirmt einen Lichteinfall auf das Störstellendiffusionsgebiet (401) ab, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung (den Komparator 341) einspeist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Festkörper-Bildsensor.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Ein in einem Dynamik-Vision-System verwendeter Festkörper-Bildsensor wandelt einfallendes Licht fotoelektrisch in ein Spannungssignal um und detektiert auf der Basis des Spannungssignals eine Luminanz- bzw. Leuchtdichteänderung im einfallenden Licht (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
  • ZITATLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2019/087472
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • In dem Festkörper-Bildsensor, der die Leuchtdichteänderung im einfallenden Licht detektiert, schwankt bzw. variiert jedoch eine Spannung des Spannungssignals und kann sich die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung verschlechtern, falls die Einstrahlung von Streulicht im Inneren auftritt.
  • Daher schlägt die vorliegende Offenbarung einen Festkörper-Bildsensor vor, der imstande ist, eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit einer Leuchtdichteänderung zu unterdrücken.
  • LÖSUNG FÜR DIE PROBLEME
  • Ein Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine Fotodiode, eine Umwandlungsschaltung, eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung und eine lichtabschirmende Einheit. Die Fotodiode wandelt einfallendes Licht fotoelektrisch um, um einen Fotostrom zu erzeugen. Die Umwandlungsschaltung wandelt den Fotostrom in ein Spannungssignal um. Die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung detektiert eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf der Basis des Spannungssignals. Die lichtabschirmende Einheit schirmt den Einfall von Licht auf ein Störstellendiffusionsgebiet ab, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer gestapelten Struktur des Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 3 ist ein Beispiel einer Draufsicht eines lichtempfangenden Chips gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 ist ein Beispiel einer Draufsicht eines Detektions-Chips gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist ein Beispiel einer Draufsicht einer Adressereignis-Detektionseinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Adressereignis-Detektionsschaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 8A ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Subtrahierers und eines Quantisierers gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 8B ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des Quantisierers gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 9 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 10 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Lage- bzw. Positionsbeziehung zwischen einem lichtabschirmenden Film und einem abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 11 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem lichtabschirmenden Film und dem abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 12 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines zweiten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 13 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einer lichtabschirmenden Verdrahtung und einem abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem zweiten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 14 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 15 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem lichtabschirmenden Bauteil und einem abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die im dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 16 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem lichtabschirmenden Bauteil und dem abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 17 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines ersten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 18 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines zweiten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 19 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines dritten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 20 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines ersten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 21 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines zweiten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 22 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines dritten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 23 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel der Adressereignis-Detektionsschaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 24 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung vom Scan-Typ gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 25 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Abstandsmesssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 26 ist ein Blockdiagramm, das ein Schaltungskonfigurationsbeispiel des Abstandsmesssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden hierin Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Man beachte, dass in der folgenden jeweiligen Ausführungsform die gleichen Komponenten oder Konfigurationselemente, die die gleiche Funktion haben, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und eine redundante Beschreibung weggelassen wird.
  • [1. Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung]
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Bildgebungsvorrichtung 100 erfasst Bilddaten und enthält eine Abbildungsoptik bzw. Abbildungslinse 110, einen Festkörper-Bildsensor 200, eine Aufzeichnungseinheit 120 und eine Steuerungseinheit 130. Als die Bildgebungsvorrichtung 100 wird eine an einem Industrieroboter montierte Kamera, eine Kamera in einem Fahrzeug oder dergleichen angenommen.
  • Die Abbildungslinse 110 bündelt einfallendes Licht und führt das einfallende Licht zum Festkörper-Bildsensor 200. Auf den Festkörper-Bildsensor 200 wird auch als Dynamik-Vision-Sensor (DVS) verwiesen, und er wandelt das einfallende Licht fotoelektrisch um, um Bilddaten zu erfassen. Der Festkörper-Bildsensor 200 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung wie etwa eine Bilderkennungsverarbeitung für die erfassten Bilddaten aus und gibt verarbeitete Daten über eine Signalleitung 209 an die Aufzeichnungseinheit 120 aus.
  • Die Aufzeichnungseinheit 120 zeichnet die Daten vom Festkörper-Bildsensor 200 auf. Die Steuerungseinheit 130 steuert den Festkörper-Bildsensor 200, um die Bilddaten zu erfassen.
  • [2. Konfigurationsbeispiel eines Festkörper-Bildsensors]
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer gestapelten Struktur des Festkörper-Bildsensors 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der Festkörper-Bildsensor 200 enthält einen Detektions-Chip 202 und einen auf dem Detektions-Chip 202 gestapelten lichtempfangenden Chip 201. Diese Chips sind über ein Kontaktloch oder dergleichen verbunden bzw. gebondet. Man beachte, dass zusätzlich zum Kontaktloch ein Cu-Cu-Bonding oder ein Kontakthöcker genutzt werden kann.
  • Man beachte, dass der Festkörper-Bildsensor 200 nicht darauf beschränkt ist, dass er die in 2 veranschaulichte gestapelte Struktur aufweist. Der Festkörper-Bildsensor 200 kann eine Konfiguration aufweisen, in der ein auf dem lichtempfangenden Chip 201 vorgesehenes Schaltungselement und ein auf dem Detektions-Chip 202 vorgesehenes Schaltungselement auf einem Chip vorgesehen sind. Der Festkörper-Bildsensor mit solcher einer Konfiguration wird unten mit Verweis auf 9 bis 19 beschrieben.
  • 3 ist ein Beispiel einer Draufsicht des lichtempfangenden Chips 201 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der lichtempfangende Chip 201 ist mit einer lichtempfangenden Einheit 220 und Kontaktloch-Anordnungsbereichen 211, 212 und 213 versehen.
  • Mit dem Detektions-Chip 202 verbundene Kontaktlöcher sind in den Kontaktloch-Anordnungsbereichen 211, 212 und 213 angeordnet. Darüber hinaus ist in der lichtempfangenden Einheit 220 eine Vielzahl von Fotodioden 221 in Form eines zweidimensionalen Gitters angeordnet. Die Fotodiode 221 wandelt das einfallende Licht fotoelektrisch um, um einen Fotostrom zu erzeugen. Jeder dieser Fotodioden 221 ist eine Pixel-Adresse zugeordnet, die eine Reihenadresse und eine Spaltenadresse enthält, und diese wird als Pixel behandelt.
  • 4 ist ein Beispiel einer Draufsicht des Detektions-Chips 202 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Detektions-Chip 202 ist mit Kontaktloch-Anordnungsbereichen 231, 232 und 233, einer Signalverarbeitungsschaltung 240, einer Reihen-Ansteuerungsschaltung 251, einer Spalten-Ansteuerungsschaltung 252 und einer Adressereignis-Detektionseinheit 260 versehen. Mit dem lichtempfangenden Chip 201 verbundene Kontaktlöcher sind in den Kontaktloch-Anordnungsbereichen 231, 232 und 233 angeordnet.
  • Die Adressereignis-Detektionseinheit 260 erzeugt aus dem Fotostrom von jeder der Vielzahl von Fotodioden 221 ein Detektionssignal und gibt das Detektionssignal an die Signalverarbeitungsschaltung 240 ab. Das Detektionssignal ist ein 1-Bit-Signal, das angibt, ob eine Lichtmenge des einfallenden Lichts, die eine vorbestimmte Schwelle überschritten hat, als ein Adressereignis detektiert wurde oder nicht.
  • Die Reihen-Ansteuerungsschaltung 251 wählt eine Reihenadresse aus und veranlasst, dass die Adressereignis-Detektionseinheit 260 ein der Reihenadresse entsprechendes Detektionssignal abgibt.
  • Die Spalten-Ansteuerungsschaltung 252 wählt eine Spaltenadresse aus und veranlasst, dass die Adressereignis-Detektionseinheit 260 ein Detektionssignal entsprechend der Spaltenadresse abgibt.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung 240 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung für das Detektionssignal von der Adressereignis-Detektionseinheit 260 aus. Die Signalverarbeitungsschaltung 240 ordnet die Detektionssignale als Pixel-Signale in Form eines zweidimensionalen Gitters in einem Array an und erfasst Bilddaten mit einer 1-Bit-Information für jedes Pixel. Die Signalverarbeitungsschaltung 240 führt dann eine Signalverarbeitung wie eine Bilderkennungsverarbeitung für die Bilddaten aus.
  • 5 ist ein Beispiel für eine Draufsicht der Adressereignis-Detektionseinheit 260 gemäß der vorliegenden Offenbarung. In der Adressereignis-Detektionseinheit 260 ist eine Vielzahl von Adressereignis-Detektionsschaltungen 300 in Form eines zweidimensionalen Gitters angeordnet. Eine Pixel-Adresse ist jeder der Adressereignis-Detektionsschaltungen 300 zugeordnet und mit der Fotodiode 221 mit derselben Adresse verbunden.
  • Die Adressereignis-Detektionsschaltung 300 quantisiert ein dem Fotostrom von der entsprechenden Fotodiode 221 entsprechendes Spannungssignal und gibt das quantisierte Spannungssignal als Detektionssignal ab.
  • [3. Konfigurationsbeispiel einer Adressereignis-Detektionsschaltung]
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Adressereignis-Detektionsschaltung 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Adressereignis-Detektionsschaltung 300 enthält eine Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310, einen Puffer 320, einen Subtrahierer 330, einen Quantisierer 340 und eine Übertragungsschaltung 350.
  • Die Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310 wandelt den Fotostrom von der entsprechenden Fotodiode 221 in das Spannungssignal um. Die Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310 stellt dem Puffer 320 das Spannungssignal bereit.
  • Der Puffer 320 korrigiert das Spannungssignal von der Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310. Der Puffer 320 gibt das korrigierte Spannungssignal an den Subtrahierer 330 ab.
  • Der Subtrahierer 330 senkt einen Pegel des Spannungssignals vom Puffer 320 gemäß einem Reihen-Ansteuerungssignal von der Reihen-Ansteuerungsschaltung 251 ab. Der Subtrahierer 330 stellt dem Quantisierer 340 das abgesenkte Spannungssignal bereit.
  • Der Quantisierer 340 quantisiert das Spannungssignal vom Subtrahierer 330 in ein digitales Signal und gibt das digitale Signal als Detektionssignal an die Übertragungsschaltung 350 ab.
  • Die Übertragungsschaltung 350 überträgt das Detektionssignal vom Quantisierer 340 zur Signalverarbeitungsschaltung 240 gemäß einem Spalten-Ansteuerungssignal von der Spalten-Ansteuerungsschaltung 252.
  • [4. Konfigurationsbeispiel einer Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung]
  • 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310 gemäß der vorliegenden Technologie der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 310 enthält einen Umwandlungstransistor 311, einen Stromquellentransistor 312 und einen Spannungsversorgungstransistor 313. Als der Umwandlungstransistor 311 und der Spannungsversorgungstransistor 313 werden beispielsweise Metalloxid-Halbleiter-(MOS)Transistoren vom N-Typ verwendet. Darüber hinaus wird als der Stromquellentransistor 312 beispielsweise ein MOS-Transistor vom P-Typ verwendet.
  • Der Umwandlungstransistor 311 wandelt einen Fotostrom Iin von der entsprechenden Fotodiode 221 in ein Spannungssignal Vout um und gibt das Spannungssignal Vout von einem Gate ab. Eine Source des Umwandlungstransistors 311 ist über eine Eingangssignalleitung 314 mit einer Kathode der Fotodiode 221 und einem Gate des Spannungsversorgungstransistors 313 verbunden. Darüber hinaus ist ein Drain des Umwandlungstransistors 311 mit einer Stromversorgung verbunden, und das Gate ist mit einem Drain des Stromquellentransistors 312, einem Drain des Spannungsversorgungstransistors 313 und einem Eingangsanschluss des Puffers 320 über eine Ausgangssignalleitung 315 verbunden.
  • Der Stromquellentransistor 312 stellt der Ausgangssignalleitung 315 einen vorbestimmten konstanten Strom bereit. Eine vorbestimmte Vorspannung Vbias wird an ein Gate des Stromquellentransistors 312 angelegt. Eine Source ist mit der Stromversorgung verbunden, und der Drain ist mit der Ausgangssignalleitung 315 verbunden.
  • Der Spannungsversorgungstransistor 313 stellt eine konstante Spannung gemäß dem konstanten Strom von der Ausgangssignalleitung 315 über die Eingangssignalleitung 314 der Source des Umwandlungstransistors 311 bereit. Dadurch wird eine Source-Spannung des Umwandlungstransistors 311 auf eine konstante Spannung fixiert. Wenn Licht einfällt, nimmt daher eine Gate-Source-Spannung des Umwandlungstransistors 311 entsprechend dem Fotostrom zu und nimmt der Pegel des Spannungssignals Vout zu.
  • [5. Konfigurationsbeispiel eines Subtrahierers und Quantisierers]
  • 8A ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Subtrahierers 330 und des Quantisierers 340 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der Subtrahierer 330 enthält Kondensatoren 331 und 333, einen Inverter 332 und einen Schalter 334. Darüber hinaus enthält der Quantisierer 340 einen Komparator 341.
  • Ein Ende des Kondensators 331 ist mit einem Ausgangsanschluss des Puffers 320 verbunden, und das andere Ende des Kondensators 331 ist mit einem Eingangsanschluss des Inverters 332 verbunden. Der Kondensator 333 ist mit dem Inverter 332 parallelgeschaltet.
  • Der Schalter 334 enthält zum Beispiel einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und öffnet und schließt einen beide Enden des Kondensators 333 verbindenden Pfad gemäß dem Reihen-Ansteuerungssignal. Der Schalter 334 fungiert als Rücksetztransistor, der den Kondensator 333 entlädt und zurücksetzt, indem beide Enden des Kondensators 333 verbunden werden.
  • Der Inverter 332 invertiert das über den Kondensator 331 eingespeiste Spannungssignal. Der Inverter 332 gibt ein invertiertes Signal an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) des Komparators 341 ab.
  • Der Komparator 341 ist beispielsweise ein invertierender Verstärker und fungiert als Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung, die eine Änderung der Leuchtdichte von einfallendem Licht, das auf die Fotodiode 221 fällt, auf der Basis des vom Subtrahierer 330 eingespeisten Spannungssignals detektiert.
  • Der Komparator 341 detektiert eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts, indem das Spannungssignal vom Subtrahierer 330 mit vorbestimmten Schwellenspannungen VthON und VthOFF verglichen wird, die an den invertierenden Eingangsanschluss (-) angelegt werden. Der Komparator 341 gibt ein ein Vergleichsergebnis angebendes Signal an die Übertragungsschaltung 350 als Detektionssignal ab.
  • Falls beispielsweise die Bildgebungsvorrichtung 100 zur Gesichtserkennung genutzt wird, schaltet der Komparator 341 die eingespeisten Schwellenspannungen VthON und VthOFF synchron mit einem Blinkzyklus einer Lichtquelle, die ein als Objekt dienendes Gesicht mit Blinklicht bestrahlt. Der Komparator 341 vergleicht das eingespeiste Spannungssignal mit der Schwellenspannung VthON während einer Periode, in der die Lichtquelle leuchtet. Darüber hinaus vergleicht der Komparator 341 das eingespeiste Spannungssignal mit der Schwellenspannung VthOFF während einer Periode, in der die Lichtquelle aus ist.
  • Man beachte, dass die Konfiguration des Quantisierers 340 nicht auf die in 8A veranschaulichte Konfiguration beschränkt ist und beispielsweise die in 8B veranschaulichte Konfiguration sein kann. 8B ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des Quantisierers gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 8B veranschaulicht ist, enthält der Quantisierer 340a gemäß der Modifikation zwei, mit dem Eingang parallel verbundene Komparatoren 341a und 341b.
  • Das Spannungssignal wird vom Subtrahierer 330 in nichtinvertierende Eingangsanschlüsse (+) der Komparatoren 341a und 341b eingespeist. Die Schwellenspannung VthON wird in einen invertierenden Eingangsanschluss (-) des Komparators 341a eingespeist. Die Schwellenspannung VthOFF wird in einen invertierenden Eingangsanschluss (-) des Komparators 341b eingespeist.
  • Der Komparator 341a gibt ein Detektionssignal SigON, das ein Vergleichsergebnis zwischen dem Spannungssignal und der Schwellenspannung VthON angibt, an die Übertragungsschaltung 350 ab. Der Komparator 341b gibt ein Detektionssignal SigOFF, das ein Vergleichsergebnis zwischen dem Spannungssignal und der Schwellenspannung VthOFF angibt, an die Übertragungsschaltung 350 ab.
  • Durch den Quantisierer 340a mit solch einer Konfiguration ist es ähnlich dem in 8A veranschaulichten Quantisierer 340 möglich, eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts, das auf die Fotodiode 221 fällt, auf der Basis des vom Subtrahierer 330 eingespeisten Spannungssignals zu detektieren und ein Detektionsergebnis an die Übertragungsschaltung 350 abzugeben.
  • Im Quantisierer 340 oder 340a variiert hier, wenn eine Empfindlichkeit für parasitäres Licht (PLS) des Subtrahierers 330 hoch ist, die Spannung des eingespeisten Spannungssignals aufgrund einer Bestrahlung des Subtrahierers 330 mit Streulicht oder einer Diffusion von durch Licht erzeugten Ladungen und nimmt die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung ab.
  • Im Fall der in 8A veranschaulichten Konfiguration tritt beispielsweise, wenn eine Einstrahlung von Streulicht oder eine Diffusion von durch Licht erzeugten Ladungen in den Störstellendiffusionsgebieten A1 und A2 auftritt, die mit den im Subtrahierer 330 enthaltenen Kondensatoren 331 und 333 verbunden sind, eine fotoelektrische Umwandlung auf und variiert die Spannung des in den Quantisierer 340 eingespeisten Spannungssignals.
  • Wenn eine Einstrahlung von Streulicht oder eine Diffusion von durch Licht erzeugten Ladungen in einem mit dem Gate des Schalters 334 verbundenen Störstellendiffusionsgebiet A3 auftritt, wird darüber hinaus ein Schaltvorgang des Schalters 334 anormal und kann die Spannung des in den Quantisierer 340 eingespeisten Spannungssignals variieren.
  • Daher enthält der Festkörper-Bildsensor 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine lichtabschirmende Einheit, die einen Einfall von Licht auf dem Störstellendiffusionsgebiet abschirmt, das im Subtrahierer 330 enthalten ist, der ein Beispiel einer Schaltung ist, die das Spannungssignal in den Quantisierer 340 oder 340a einspeist, der ein Beispiel der Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung ist.
  • Infolgedessen kann der Festkörper-Bildsensor 200 eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit einer Leuchtdichteänderung aufgrund einer Einstrahlung von Streulicht oder einer Diffusion von durch Licht erzeugten Ladungen unterdrücken. Im Folgenden wird hierin ein spezifisches Beispiel des Festkörper-Bildsensors 200 beschrieben, der die lichtabschirmende Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • Man beachte, dass die lichtabschirmende Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung für einen anderen Festkörper-Bildsensor als den gestapelten Festkörper-Bildsensor 200 verwendet werden kann, bei dem der lichtempfangende Chip 201 auf dem in 2 veranschaulichten Detektions-Chip 202 gestapelt ist. Beispielsweise kann die lichtabschirmende Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung auch für einen von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor und einen rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensor verwendet werden, bei denen ein auf dem lichtempfangenden Chip 201 vorgesehenes Schaltungselement und ein auf dem Detektions-Chip 202 vorgesehenes Schaltungselement auf einem Chip vorgesehen sind.
  • Daher werden hier im Folgenden sowohl ein von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor, ein rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor als auch ein gestapelter Festkörper-Bildsensor beschrieben, die die lichtabschirmende Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten.
  • [6. Von vorne beleuchtete Festkörper-Bildgebungsvorrichtung]
  • [6-1. Erste, von vorne beleuchtete Festkörper-Bildgebungsvorrichtung]
  • Zunächst wird mit Verweis auf 9 bis 11 ein erster, von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 9 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 10 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Lage- bzw. Positionsbeziehung zwischen einem lichtabschirmenden Film und einem gegen Licht abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. 11 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem lichtabschirmenden Film und dem gegen Licht abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die in dem ersten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Man beachte, dass der Zweckmäßigkeit halber hier im Folgenden eine Seite der Lichteinfallsoberfläche des Festkörper-Bildsensors eine obere Seite ist und eine der Lichteinfallsoberfläche entgegengesetzte Oberflächenseite eine untere Seite ist.
  • Wie in 9 veranschaulicht ist, ist der erste, von vorne beleuchtete Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden auch als Festkörper-Bildsensor 200a verwiesen wird) mit einer On-Chip-Linse 600 auf einer Seite der Lichteinfallsoberfläche einer die Fotodiode 221 enthaltenden Halbleiterschicht 400 über eine Verdrahtungsschicht 500 versehen.
  • Die Halbleiterschicht 400 ist beispielsweise ein Silizium-(Si-)Substrat, das mit einer Verunreinigung bzw. Störstelle vom P-Typ wie etwa Bor (B) dotiert ist. Die Fotodiode 221 ist ein Gebiet, in das eine Störstelle vom N-Typ wie etwa Phosphor (P) in der Halbleiterschicht 400 diffundiert ist.
  • Die Verdrahtungsschicht 500 umfasst beispielsweise einen Zwischenschicht-Isolierfilm 501 wie etwa einen Siliziumoxid-(SiO2-)Film und eine innerhalb des Zwischenschicht-Isolierfilms 501 vorgesehene Mehrschicht-Verdrahtung 502. Darüber hinaus sind beispielsweise Gate-Elektroden 503 verschiedener Transistoren und dergleichen, die in der Adressereignis-Detektionsschaltung 300 enthalten sind, in einer Oberflächenseite der Verdrahtungsschicht 500 vorgesehen, wobei die Oberflächenseite an die Halbleiterschicht 400 gebondet ist.
  • Darüber hinaus ist beispielsweise das in der Adressereignis-Detektionsschaltung 300 enthaltene Störstellendiffusionsgebiet 401 auf einer Oberflächenseite der Halbleiterschicht 400 vorgesehen, wobei die Oberflächenseite an die Verdrahtungsschicht 500 gebondet ist. Falls beispielsweise das Störstellendiffusionsgebiet 401 ein Gebiet ist, in das eine Störstelle vom N-Typ wie etwa Phosphor (P) diffundiert ist, ist ein PN-Übergang zwischen dem Störstellendiffusionsgebiet und der Halbleiterschicht 400 ausgebildet.
  • Wenn durch die Verdrahtungsschicht 500 hindurchgehendes Licht 800 als Streulicht eingestrahlt wird, wandelt daher das Störstellendiffusionsgebiet 401 das Licht 800 fotoelektrisch um. Falls das Störstellendiffusionsgebiet 401 das oben beschriebene, im Subtrahierer 330 enthaltene Störstellendiffusionsgebiet A1, A2 oder A3 ist, variiert das Störstellendiffusionsgebiet die Spannung des Spannungssignals, das vom Subtrahierer 330 an den Quantisierer 340 abgegeben wird, und verringert die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung durch den Quantisierer 340.
  • Daher enthält der Festkörper-Bildsensor 200a einen lichtabschirmenden Film 700, der eine Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht 500 bedeckt, als lichtabschirmende Einheit, die einen Einfall des Lichts 800 auf das Störstellendiffusionsgebiet 401 abschirmt. Dadurch kann der Festkörper-Bildsensor 200a verhindern, dass Licht 800 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung aufgrund der Einstrahlung von Streulicht unterdrückt wird.
  • Der lichtabschirmende Film 700 ist darüber hinaus, wie in 10 veranschaulicht ist, an einer Position vorgesehen, die mit einem das Störstellendiffusionsgebiet 401 enthaltenden Schaltungsblock 510 überlappt, und hat eine Größe, die in Draufsicht den Schaltungsblock 510 umschließt. Das heißt, der lichtabschirmende Film 700 bedeckt den Schaltungsblock 510 mit einer Abdeckung von 100% oder mehr. Man beachte, dass es sich bei dem Schaltungsblock 510 um das Störstellendiffusionsgebiet 401 selbst oder ein die Vielzahl von Störstellendiffusionsgebieten 401 enthaltendes Gebiet handeln kann. Infolgedessen kann der lichtabschirmende Film 700 verhindern, dass das Licht 800, das aus einer vertikalen Richtung in die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht 500 einzutreten versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Der lichtabschirmende Film 700 ist darüber hinaus, wie in 11 veranschaulicht ist, so ausgebildet, dass eine Vorsprungs- bzw. Überstand-Breite DB von einem Außenumfang des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht gleich einem oder größer als ein Abstand DA in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung in Bezug auf den Schaltungsblock 510 in einer Seitenansicht ist. Infolgedessen kann der lichtabschirmende Film 700 verhindern, dass das Licht 800, das aus einer schrägen Richtung einzufallen versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • [6.2 Zweiter, von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 12 und 13 ein zweiter, von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird auf eine spezielle Verdrahtung, die im Festkörper-Bildsensor zum Zweck der Lichtabschirmung vorgesehen ist, als lichtabschirmende Verdrahtung verwiesen. 12 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des zweiten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 13 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen der lichtabschirmenden Verdrahtung und dem gegen Licht abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die im zweiten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
  • Wie in 12 veranschaulicht ist, enthält der zweite, von vorne beleuchtete Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200b verwiesen wird) anstelle des in 10 veranschaulichten lichtabschirmenden Films 700 eine lichtabschirmende Verdrahtung 710 in der Verdrahtungsschicht 500.
  • Das Positions- und Größenverhältnis zwischen der lichtabschirmenden Verdrahtung 710 und dem Schaltungsblock 510 (siehe 10) in Draufsicht ist ähnlich dem Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 700 und dem Schaltungsblock 510, die in 10 veranschaulicht sind. Darüber ist das Positions- und Größenverhältnis zwischen der lichtabschirmenden Verdrahtung 710 und dem Schaltungsblock 510 (siehe 11) in einer Seitenansicht ähnlich dem Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 700 und dem Schaltungsblock 510, die in 11 veranschaulicht sind.
  • Konkret ist die lichtabschirmende Verdrahtung 710 an einer Position vorgesehen, die mit dem das Störstellendiffusionsgebiet 401 enthaltenden Schaltungsblock 510 überlappt, und hat eine Größe, die den Schaltungsblock 510 in Draufsicht umschließt. Das heißt, die lichtabschirmende Verdrahtung 710 bedeckt den Schaltungsblock mit einer Abdeckung von 100 % oder mehr.
  • Man beachte, dass es sich bei dem Schaltungsblock 510 um das Störstellendiffusionsgebiet 401 selbst oder ein die Vielzahl von Störstellendiffusionsgebieten 401 enthaltendes Gebiet handeln kann. Infolgedessen kann die lichtabschirmende Verdrahtung 710 verhindern, dass Licht 800, das aus der vertikalen Richtung in die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht 510 einzutreten versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Darüber hinaus ist in der lichtabschirmenden Verdrahtung 710 die Überstand-Breite vom Außenumfang des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht gleich dem oder größer als der Abstand zum Schaltungsblock 510 in einer Seitenansicht. Infolgedessen kann die lichtabschirmende Verdrahtung 710 verhindern, dass das Licht 800, das aus einer schrägen Richtung einzufallen versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Die lichtabschirmende Verdrahtung 710 kann zur gleichen Zeit beispielsweise in einem Prozess zum Ausbilden einer Verdrahtung ausgebildet werden, die der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht 500 am Nächsten gelegen ist. Daher kann die lichtabschirmende Verdrahtung 710 ausgebildet werden, ohne einen neuen Prozess, um das Störstellendiffusionsgebiet 401 abzuschirmen, hinzuzufügen.
  • Darüber hinaus sind in dem in 12 veranschaulichten Beispiel die lichtabschirmende Verdrahtung 710 und eine andere Verdrahtung 502 verbunden. Das heißt, die lichtabschirmende Verdrahtung 710 ist eine zum Ansteuern einer Schaltung genutzte Verdrahtung. Daher kann die lichtabschirmende Verdrahtung 710 gebildet werden, ohne einen neuen Prozess hinzuzufügen, indem nur ein Design einer Struktur bzw. eines Musters der zum Ansteuern der Schaltung genutzten bestehenden Verdrahtung 502 geändert wird.
  • Man beachte, dass die lichtabschirmende Verdrahtung 710 nicht notwendigerweise mit der anderen Verdrahtung 502 verbunden ist. Das heißt, die lichtabschirmende Verdrahtung 710 kann eine Dummy- bzw. Blindverdrahtung sein, die nicht an einer Ansteuerung der Schaltung beteiligt ist. Mittels der lichtabschirmenden Verdrahtung 710 als die Blindverdrahtung kann ebenfalls verhindert werden, dass das Licht 800 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Eine lichtabschirmende Einheit ist darüber hinaus in dem in 12 veranschaulichten Beispiel mittels der einschichtigen lichtabschirmenden Verdrahtung 710 konfiguriert; die lichtabschirmende Einheit kann aber mittels einer Vielzahl von Schichten der lichtabschirmenden Verdrahtung konfiguriert sein. Die lichtabschirmende Einheit kann beispielsweise, wie in 13 veranschaulicht ist, durch eine erste lichtabschirmende Verdrahtung 711 und eine zweite lichtabschirmende Verdrahtung 712 konfiguriert sein, die in verschiedenen Schichten ausgebildet sind und in Draufsicht zumindest teilweise überlappen.
  • Bei solch einer Konfiguration wird die erste lichtabschirmende Verdrahtung 711 so ausgebildet, dass eine Überstand-Breite DB1 vom Außenumfang des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht gleich einem oder größer als ein Abstand DA1 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung bezüglich des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht ist. Darüber hinaus wird die zweite lichtabschirmende Verdrahtung 712 so ausgebildet, dass eine Überstand-Breite DB2 vom Außenumfang des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht gleich einem oder größer als ein Abstand DA2 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung bezüglich des Schaltungsblocks 510 in einer Seitenansicht ist.
  • Infolgedessen können die erste lichtabschirmende Verdrahtung 711 und die zweite lichtabschirmende Verdrahtung 712 verhindern, dass das Licht 800, das aus einer schrägen Richtung einzufallen versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt. Man beachte, dass eine lichtabschirmende Einheit durch drei oder mehr Schichten einer lichtabschirmenden Verdrahtung, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen, konfiguriert werden kann.
  • [6-3. Dritter, von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird ein dritter, von vorne beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf 14 bis 16 beschrieben. 14 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 15 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem lichtabschirmenden Bauteil und dem gegen Licht abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die im dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. 16 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem lichtabschirmenden Bauteil und dem gegen Licht abzuschirmenden Objekt veranschaulicht, die im dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
  • Wie in 14 veranschaulicht ist, tritt im dritten, von vorne beleuchteten Festkörper-Bildsensor (worauf hier in Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200c verwiesen wird) ein mit einer Erzeugung heißer Träger verbundenes Lichtemissionsphänomen (worauf hier im Folgenden als HC-Lichtemission 801 verwiesen wird) nahe der Gate-Elektrode 503 des Transistors mit einem verhältnismäßig großen Strombetrag innerhalb der Halbleiterschicht 400 auf.
  • Das Störstellendiffusionsgebiet 401 wandelt Licht 802, wenn es mit dem Licht 802 durch die HC-Lichtemission 801 bestrahlt wird, fotoelektrisch um. Falls das Störstellendiffusionsgebiet 401 das im Subtrahierer 330 enthaltene oben beschriebene Störstellendiffusionsgebiet A1, A2 oder A3 ist, variiert bzw. verändert das Störstellendiffusionsgebiet die Spannung des vom Subtrahierer 330 an den Quantisierer 340 abgegebenen Spannungssignals und verringert die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung durch den Quantisierer 340.
  • Daher enthält der Festkörper-Bildsensor 200c ein lichtabschirmendes Bauteil 720, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet 401 vorgesehen ist, als lichtabschirmende Einheit, die einen Einfall des Lichts 802 auf dem Störstellendiffusionsgebiet 401 abschirmt.
  • Bei dem lichtabschirmenden Bauteil 720 handelt es sich beispielsweise um Wolfram (W). Dadurch kann der Festkörper-Bildsensor 200c verhindern, dass Licht 802 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung aufgrund einer Einstrahlung von Streulicht unterdrückt wird.
  • Das lichtabschirmende Bauteil 702 ist ferner, wie in 15 veranschaulicht ist, beispielsweise so vorgesehen, dass es in Draufsicht den Umfang des das Störstellendiffusionsgebiet 401 enthaltenden Schaltungsblocks 510 umgibt. Man beachte, dass der Schaltungsblock 510 das Störstellendiffusionsgebiet 401 selbst oder ein die Vielzahl von Störstellendiffusionsgebieten 401 enthaltendes Gebiet sein kann.
  • Das lichtabschirmende Bauteil 720 erstreckt sich darüber hinaus, wie in 16 veranschaulicht ist, von einer Position, die flacher als die flachste Oberfläche in dem Schaltungsblock 510 und einem Schaltungsblock 520 ist, der das aktive Element enthält, das Licht emittiert, zu einer Position, die tiefer als die tiefste Oberfläche ist, in einer Seitenansicht. Man beachte, dass der Schaltungsblock 520 ein aktives Element sein kann, das Licht selbst emittiert, oder ein Gebiet sein kann, das das aktive Element, das Licht emittiert, enthält.
  • Infolgedessen kann das lichtabschirmende Bauteil 720 verhindern, dass Licht 802, das von dem Schaltungsblock 520 emittiert wird, der das aktive Element enthält, das Licht durch heiße Träger emittiert, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Man beachte, dass das im Graben eingebettete lichtabschirmende Bauteil 720 in Draufsicht den Umfang des Schaltungsblocks 510 nicht notwendigerweise vollständig umgibt. Das lichtabschirmende Bauteil 720 kann verhindern, dass das Licht 802 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, solange das lichtabschirmende Bauteil zumindest zwischen dem Schaltungsblock 510 und dem Schaltungsblock 520 vorgesehen ist.
  • Darüber hinaus sind die Konfigurationen des Festkörper-Bildsensoren 200a, 200b und 200c, die in 9 bis 16 veranschaulicht sind, Beispiele des Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung kann den lichtabschirmenden Film 700, die lichtabschirmende Verdrahtung 710, 711 und 712 und das lichtabschirmende Bauteil 720 alle oder eine Kombination einiger lichtabschirmender Einheiten enthalten.
  • [7. Rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • [7-1. Erster, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 17 ein erster, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 17 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des ersten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 17 veranschaulicht ist, ist der erste, rückseitig beleuchtete Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200d verwiesen wird) auf einer Oberflächenseite, die der Oberfläche der die Fotodiode 221 enthaltenden Halbleiterschicht 400, auf die das Licht 800 fällt, entgegengesetzt ist, mit der Verdrahtungsschicht 500 versehen.
  • In dem Festkörper-Bildsensor 200d ist dann das Störstellendiffusionsgebiet 401 auf einer Oberflächenseite der Halbleiterschicht 400 vorgesehen, wobei die Oberflächenseite an die Verdrahtungsschicht 500 gebondet ist. In solch einem Festkörper-Bildsensor 200d tritt, wenn das von der Lichteinfallsoberfläche der Halbleiterschicht 400 aus einfallende Licht 800 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, im Störstellendiffusionsgebiet 401 eine fotoelektrische Umwandlung auf und nimmt die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung ab.
  • Der Festkörper-Bildsensor 200d enthält daher einen lichtabschirmenden Film 701, der die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Halbleiterschicht 400 bedeckt. Dadurch kann der Festkörper-Bildsensor 200d verhindern, dass das Licht 800 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung aufgrund einer Einstrahlung von Streulicht unterdrückt wird.
  • Darüber hinaus ist das Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 701 und dem Schaltungsblock 510, der das Störstellendiffusionsgebiet 401 in Draufsicht einschließt (siehe 10), ähnlich dem Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 700 und dem Schaltungsblock 510, das in 10 veranschaulicht ist. Darüber hinaus ist das Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 701 und dem Schaltungsblock 510 (siehe 11) in einer Seitenansicht ähnlich dem Positions- und Größenverhältnis zwischen dem lichtabschirmenden Film 700 und dem Schaltungsblock 510, das in 11 veranschaulicht ist.
  • Infolgedessen kann der lichtabschirmende Film 701 eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken, indem verhindert wird, dass das Licht 800, das aus der vertikalen Richtung und der schrägen Richtung in die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Halbleiterschicht 400 einzutreten versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • [7-2. Zweiter, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 18 ein zweiter, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 18 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des zweiten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 18 veranschaulicht ist, tritt im zweiten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200e verwiesen wird) die HC-Lichtemission 801 nahe der Gate-Elektrode 503 des Transistors mit einem verhältnismäßig großen Strombetrag innerhalb der Halbleiterschicht 400 auf.
  • In solch einem Festkörper-Bildsensor 200e tritt, wenn das Licht 802 durch die HC-Lichtemission 801 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, eine fotoelektrische Umwandlung im Störstellendiffusionsgebiet 401 auf und nimmt die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung ab. Daher enthält der Festkörper-Bildsensor 200e ein lichtabschirmendes Bauteil 730, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das die HC-Lichtemission 801 durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet 401 ausgebildet ist, als lichtabschirmende Einheit, die einen Einfall des Lichts 802 auf das Störstellendiffusionsgebiet 401 abschirmt.
  • Der Festkörper-Bildsensor 200e kann dadurch verhindern, dass das Licht 802 durch die HC-Lichtemission 801 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrückt werden.
  • [7-3. Dritter, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 19 ein dritter, rückseitig beleuchteter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 19 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des dritten, rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 19 veranschaulicht ist, enthält der dritte, rückseitig beleuchtete Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200f verwiesen wird) zusätzlich zu dem lichtabschirmenden Bauteil 730 ein lichtabschirmendes Bauteil 731, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen dem Störstellendiffusionsgebiet 401 und der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Halbleiterschicht 400 vorgesehen ist.
  • Das lichtabschirmenden Bauteil 731 ist vorgesehen, um in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet 401 abzudecken. Infolgedessen kann der Festkörper-Bildsensor 200f eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken, indem verhindert wird, dass das Licht 800, das in die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Halbleiterschicht 400 einzutreten versucht, in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • Darüber hinaus sind die Konfigurationen der Festkörper-Bildsensoren 200d, 200e und 200f, die in 17 bis 19 veranschaulicht sind, Beispiele des Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung kann den lichtabschirmenden Film 701 und die lichtabschirmenden Bauteile 730 und 731 alle oder eine Kombination einiger lichtabschirmender Einheiten enthalten.
  • Darüber hinaus ist im oben beschriebenen Festkörper-Bildsensor 200a, 200b, 200c, 200d, 200e oder 200f das Störstellendiffusionsgebiet 401 außerhalb eines Gebiets vorgesehen, durch das ein Lichtstrahl des einfallenden Lichts, das durch die On-Chip-Linse 600 auf der Fotodiode 221 gebündelt wird, hindurchgeht.
  • Infolgedessen kann der oben beschriebene Festkörper-Bildsensor 200a, 200b, 200c, 200d, 200e oder 200f eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken, indem verhindert wird, dass das auf der Fotodiode 221 gebündelte einfallende Licht in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • [8. Gestapelter Festkörper-Bildsensor]
  • [8-1. Erster gestapelter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 20 ein erster gestapelter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 20 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des ersten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 20 veranschaulicht ist, ist in dem ersten gestapelten Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200g verwiesen wird) der lichtempfangende Chip 201 auf dem Detektions-Chip 202 gestapelt und an diesen gebondet und ist die On-Chip-Linse 600 auf dem lichtempfangenden Chip gestapelt.
  • In dem lichtempfangenden Chip 201 und dem Detektions-Chip 202 sind die Verdrahtungsschicht 500, die auf einer der Lichteinfallsseite des lichtempfangenden Chips 201 entgegengesetzten Oberflächenseite vorgesehen ist, und eine Verdrahtungsschicht 500, die auf der Lichteinfallsseite des Detektions-Chips 202 vorgesehen ist, gebondet und verklebt. Die Verdrahtungsschicht 500 im lichtempfangenden Chip 201 enthält den Zwischenschicht-Isolierfilm 501, die im Inneren des Zwischenschicht-Isolierfilms 501 vorgesehene Mehrschicht-Verdrahtung 502 und dergleichen.
  • In dem gestapelten Festkörper-Bildsensor 200g ist die Fotodiode 221 in der Halbleiterschicht 400 im lichtempfangenden Chip 201 vorgesehen und ist die Signalverarbeitungsschaltung wie etwa die Adressereignis-Detektionsschaltung 300 in der Halbleiterschicht 410 im Detektions-Chip 202 vorgesehen. Die Verdrahtungsschicht 530 im Detektions-Chip 202 umfasst einen Zwischenschicht-Isolierfilm 531, eine innerhalb des Zwischenschicht-Isolierfilms 531 vorgesehene Mehrschicht-Verdrahtung 532, eine Gate-Elektrode 533 der Signalverarbeitungsschaltung und dergleichen.
  • Falls die Störstellendiffusionsgebiete A1, A2 und A3 (siehe 8A), die im Subtrahierer 330 der Adressereignis-Detektionsschaltung 300 enthalten sind, hier beispielsweise unmittelbar unterhalb der Fotodiode 221 über die Verdrahtungsschichten 500 und 530 vorgesehen sind, empfangen die Störstellendiffusionsgebiete durchgelassenes Licht und reduzieren die Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung.
  • Daher sind im Festkörper-Bildsensor 200g die Störstellendiffusionsgebiete 401, die die im Subtrahierer 330 enthaltenen Störstellendiffusionsgebiete A1, A2 und A3 sein sollen, außerhalb eines Gebiets 803 vorgesehen, durch das der Lichtstrahl des einfallenden Lichts hindurchgeht, das durch die On-Chip-Linse 600 auf die Fotodiode 221 gebündelt wird.
  • Infolgedessen kann der Festkörper-Bildsensor 200g eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken, da das durch die On-Chip-Linse 600 gebündelte einfallende Licht nicht in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, selbst wenn das einfallende Licht durch die Fotodiode 221 und die Verdrahtungsschichten 500 und 530 durchgelassen wird.
  • [8-2. Zweiter gestapelter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird mit Verweis auf 21 ein zweiter gestapelter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 21 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration des zweiten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 21 veranschaulicht ist, enthält der zweite gestapelte Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200h verwiesen wird) eine lichtabschirmende Verdrahtung 714 in der Verdrahtungsschicht 530 des Detektions-Chips 202.
  • Der Festkörper-Bildsensor 200h kann eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken, indem unter Ausnutzung der lichtabschirmenden Verdrahtung 714, die in Bezug auf das Störstellendiffusionsgebiet 401 nahe der Seite, auf der das einfallende Licht einfällt, vorgesehen ist, verhindert werden, dass das Licht 800 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt.
  • [8-3. Dritter gestapelter Festkörper-Bildsensor]
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 22 ein dritter gestapelter Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 22 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines dritten gestapelten Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 22 veranschaulicht ist, enthält der dritte gestapelte Festkörper-Bildsensor (worauf hier im Folgenden als Festkörper-Bildsensor 200i verwiesen wird) ein lichtabschirmendes Bauteil 740, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das die HC-Lichtemission 801 emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet 401 vorgesehen ist.
  • Der Festkörper-Bildsensor 200i kann dadurch verhindern, dass das Licht 802 durch die HC-Lichtemission 801 in das Störstellendiffusionsgebiet 401 eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrückt wird.
  • Darüber hinaus sind die Konfigurationen der Festkörper-Bildsensoren 200g, 200h und 200i, die in 20 bis 22 veranschaulicht sind, Beispiele des Festkörper-Bildsensors gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Störstellendiffusionsgebiet 401 im Festkörper-Bildsensor 200h oder 200i kann an der gleichen Position wie das Störstellendiffusionsgebiet 401 im Festkörper-Bildsensor 200h angeordnet werden.
  • Außerdem kann der Festkörper-Bildsensor 200g sowohl die lichtabschirmende Verdrahtung 714 als auch das lichtabschirmende Bauteil 740 oder eines davon enthalten. Der Festkörper-Bildsensor 200h kann ferner das lichtabschirmende Bauteil 740 enthalten. Der Festkörper-Bildsensor 200i kann ferner die lichtabschirmende Verdrahtung 714 enthalten.
  • [9. Anderes Konfigurationsbeispiel einer Adressereignis-Detektionsschaltung]
  • 23 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Konfigurationsbeispiel einer Adressereignis-Detektionsschaltung 1000 veranschaulicht. Wie in 23 veranschaulicht ist, enthält die Adressereignis-Detektionsschaltung 1000 gemäß dem vorliegenden Konfigurationsbeispiel zusätzlich zu einer Strom-Spannung-Umwandlungseinheit 1331, einem Puffer 1332, einem Subtrahierer 1333, einem Quantisierer 1334 und einer Übertragungseinheit 1335 eine Speichereinheit 1336 und eine Steuerungseinheit 1337.
  • Die Speichereinheit 1336 ist zwischen dem Quantisierer 1334 und der Übertragungseinheit 1335 vorgesehen und akkumuliert eine Ausgabe des Quantisierers 1334, das heißt ein Vergleichsergebnis eines Komparators 1334a, auf der Basis eines Abtastsignals, das von der Steuerungseinheit 1337 bereitgestellt wird. Die Speichereinheit 1336 kann eine Abtastschaltung wie etwa ein Schalter, ein Kunststoff (engl.: plastic) oder ein Kondensator sein oder kann eine digitale Speicherschaltung wie etwa ein Latch oder ein Flipflop sein.
  • Die Steuerungsschaltung 1337 stellt einem invertierenden (-) Eingangsanschluss des Komparators 1334a eine vorbestimmte Schwellenspannung Vth bereit. Die von der Steuerungseinheit 1337 dem Komparator 1334a bereitgestellte Schwellenspannung Vth kann in zeitgeteilter Art und Weise unterschiedliche Spannungswerte aufweisen. Beispielsweise stellt die Steuerungseinheit 1337 eine Schwellenspannung Vth1 entsprechend einem Ein-Ereignis, die angibt, dass ein Änderungsbetrag des Fotostroms eine Schwelle einer Obergrenze überschritten hat, und eine Schwellenspannung Vth2 entsprechend einem Aus-Ereignis, die angibt, dass der Änderungsbetrag unter eine Schwelle einer Untergrenze fällt, zu verschiedenen Zeitpunkten bereit, sodass der eine Komparator 1334a eine Vielzahl von Arten von Adressereignissen detektieren kann.
  • Beispielsweise kann die Speichereinheit 1336 das Vergleichsergebnis des Komparators 1334a unter Verwendung der dem Ein-Ereignis entsprechenden Schwellenspannung Vth1 in einer Periode akkumulieren, in der die dem Aus-Ereignis entsprechende Schwellenspannung Vth2 von der Steuerungseinheit 1337 dem invertierenden (-) Eingangsanschluss des Komparators 1334a bereitgestellt wird. Man beachte, dass sich die Speichereinheit 1336 innerhalb des Pixels 2030 (siehe 24) oder außerhalb des Pixels 2030 befinden kann. Darüber hinaus ist die Speichereinheit 1336 kein wesentliches Konfigurationselement der Adressereignis-Detektionsschaltung 1000. Das heißt, die Speichereinheit 1336 kann weggelassen werden.
  • [10. Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung vom Scan-Typ gemäß der vorliegenden Offenbarung]
  • Die oben beschriebene Bildgebungsvorrichtung 100 ist eine asynchrone Bildgebungsvorrichtung, die Ereignisse mittels eines asynchronen Ausleseverfahrens liest. Außerdem ist das Ereignis-Ausleseverfahren nicht auf das asynchrone Ausleseverfahren beschränkt und kann das synchrone Ausleseverfahren sein. Eine Bildgebungsvorrichtung, für die das synchrone Ausleseverfahren verwendet wird, ist eine Bildgebungsvorrichtung vom Scan-Typ, die dieselbe wie eine normale Bildgebungsvorrichtung ist, die eine Abbildung mit einer vorbestimmten Einzelbild- bzw. Frame-Rate durchführt.
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung vom Scan-Typ gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 24 veranschaulicht ist, enthält eine Bildgebungsvorrichtung 2000 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Pixel-Arrayeinheit 2021, eine Ansteuerungseinheit 2022, eine Signalverarbeitungseinheit 2025, eine Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 und eine Signalerzeugungseinheit 2028.
  • Die Pixel-Arrayeinheit 2021 enthält eine Vielzahl von Pixeln 2030. Die Vielzahl von Pixeln 2030 gibt als Reaktion auf ein Auswahlsignal von der Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 Ausgangssignale ab. Jedes der Vielzahl von Pixeln 2030 kann einen Quantisierer-Komparator im Pixel aufweisen. Die Vielzahl von Pixeln 2030 gibt Ausgangssignale entsprechend dem Änderungsbetrag der Lichtintensität ab. Die Vielzahl von Pixeln 2030 kann wie in 24 veranschaulicht in einer Matrix zweidimensional angeordnet sein.
  • Die Ansteuerungseinheit 2022 steuert jedes der Vielzahl von Pixeln 2030 an und veranlasst die Signalverarbeitungseinheit 2025, das in jedem Pixel 2030 erzeugte Pixel-Signal abzugeben. Man beachte, dass die Ansteuerungseinheit 2022 und die Signalverarbeitungseinheit 2025 Schaltungseinheiten zum Erfassen von Abstufungsinformationen sind. Falls nur Ereignisinformationen erfasst werden, können daher die Ansteuerungseinheit 2022 und die Signalverarbeitungseinheit 2025 weggelassen werden.
  • Die Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 wählt einige der Vielzahl von Pixeln 2030 aus, die in der Pixel-Arrayeinheit 2021 enthalten sind. Konkret bestimmt die Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 einen ausgewählten Bereich gemäß einer Anforderung von jedem Pixel 2030 der Pixel-Arrayeinheit 2021. Beispielsweise wählt die Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 irgendeine oder eine Vielzahl von Reihen unter Reihen aus, die in einer Struktur einer zweidimensionalen Matrix entsprechend der Pixel-Arrayeinheit 2021 enthalten sind. Die Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 wählt sequentiell eine oder eine Vielzahl von Reihen gemäß einem voreingestellten Zyklus aus. Darüber hinaus kann die Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 den ausgewählten Bereich gemäß einer Anforderung von jedem Pixel 2030 der Pixel-Arrayeinheit 2021 bestimmen.
  • Die Signalerzeugungseinheit 2028 kann ein Ereignissignal entsprechend einem aktiven Pixel, in dem ein Ereignis detektiert wurde, unter den ausgewählten Pixeln auf der Basis der Ausgangssignale der von der Auslesebereich-Auswahleinheit 2027 ausgewählten Pixel erzeugen. Bei dem Ereignis handelt es sich um ein Ereignis, bei dem sich die Lichtintensität ändert. Das aktive Pixel ist ein Pixel, in dem der Änderungsbetrag der Lichtintensität entsprechend dem Ausgangssignal eine voreingestellte Schwelle übersteigt oder darunter fällt. Beispielsweise vergleicht die Signalerzeugungseinheit 2028 das Ausgangssignal des Pixels mit einem Referenzsignal, detektiert das aktive Pixel, das das Ausgangssignal abgibt, falls das Ausgangssignal größer oder kleiner als das Referenzsignal ist, und erzeugt ein Ereignissignal entsprechend dem aktiven Pixel.
  • Die Signalerzeugungseinheit 2028 kann beispielsweise eine Spalten-Auswahlschaltung enthalten, die über in die Signalerzeugungseinheit 2028 eintretende Signale entscheidet. Darüber hinaus kann die Signalerzeugungseinheit 2028 dafür konfiguriert sein, nicht nur die Informationen des aktiven Pixels, in dem ein Ereignis detektiert wurde, sondern auch Informationen inaktiver Pixel, in denen kein Ereignis detektiert wurde, abzugeben.
  • Die Signalerzeugungseinheit 2028 gibt Adressinformationen und Zeitstempelinformationen (zum Beispiel (X, Y, T) ) des aktiven Pixels, in dem das Ereignis detektiert wurde, über eine Ausgangsleitung 2015 aus. Man beachte, dass es sich bei von der Signalerzeugungseinheit 2028 ausgegebenen Daten nicht nur um die Adressinformationen und die Zeitstempelinformationen, sondern auch um Informationen über ein Frame-Format (zum Beispiel (0, 0, 1, 0, ...)) handeln kann.
  • [11. Abstandsmesssystem]
  • Ein Abstandsmesssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein System, um einen Abstand zu einem Objekt unter Verwendung einer Technologie für Verfahren mit strukturiertem Licht zu messen. Darüber hinaus kann das Abstandsmesssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung als ein System genutzt werden, das ein dreidimensionales (3D) Bild erfasst, und in diesem Fall kann auf das System als System zur Erfassung dreidimensionaler Bilder verwiesen werden. Im Verfahren mit strukturiertem Licht wird eine Abstandsmessung durchgeführt, indem Koordinaten eines Punktbildes und, von welcher Lichtquelle (einer sogenannten Punktlichtquelle) das Punktbild projiziert wird, mittels eines Musterabgleichs identifiziert werden.
  • 25 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration des Abstandsmesssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, und 26 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration veranschaulicht.
  • Ein Abstandsmesssystem 3000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nutzt einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser, zum Beispiel einen oberflächenemittierenden Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum (VCSEL), als Lichtquelleneinheit und nutzt einen als DVS bezeichneten Ereignis-Detektionssensor 3020 als lichtempfangende Einheit. Der oberflächenemittierende Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) projiziert ein vorbestimmtes Lichtmuster auf ein Objekt. Das Abstandsmesssystem 3000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält zusätzlich zu dem oberflächenemittierenden Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum und dem Ereignis-Detektionssensor 3020 eine System-Steuerungseinheit 3030, eine Lichtquellen-Ansteuerungseinheit 3040, eine Sensor-Steuerungseinheit 3050, ein lichtquellenseitiges optisches System 3060 und ein kameraseitiges optisches System 3070.
  • Die System-Steuerungseinheit 3030 enthält beispielsweise einen Prozessor (CPU) und steuert über die Lichtquellen-Ansteuerungseinheit 3040 den oberflächenemittierenden Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum an und steuert über die Sensor-Steuerungseinheit 3050 den Ereignis-Detektionssensor 3020 an. Konkreter steuert die System-Steuerungseinheit 3030 den oberflächenemittierenden Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum und den Ereignis-Detektionssensor 3020 synchron an.
  • Im Abstandsmesssystem 3000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der obigen Konfiguration wird vom oberflächenemittierenden Laser 3010 mit vertikalem Hohlraum emittiertes Licht mit einem vorbestimmten Muster durch das lichtquellenseitige optische System 3060 auf ein Objekt (ein zu messendes Objekt) 3100 projiziert. Das projizierte Licht wird vom Objekt 3100 reflektiert. Danach fällt das vom Objekt 3100 reflektierte Licht durch das kameraseitige optische System 3070 auf den Ereignis-Detektionssensor 3020. Der Ereignis-Detektionssensor 3020 empfängt das vom Objekt 3100 reflektierte Licht und detektiert, dass die Leuchtdichteänderung des Pixels einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat, als Ereignis. Vom Ereignis-Detektionssensor 3020 detektierte Ereignisinformationen werden einem Anwendungsprozessor 3200 außerhalb des Abstandsmesssystems 3000 bereitgestellt. Der Anwendungsprozessor 3200 führt eine vorbestimmte Verarbeitung für die vom Ereignis-Detektionssensor 3020 detektierten Ereignisinformationen durch.
  • [12. Effekt]
  • Der Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält die Fotodiode, die Umwandlungsschaltung, die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung und die lichtempfangende Einheit. Die Fotodiode wandelt das einfallende Licht fotoelektrisch um, um den Fotostrom zu erzeugen. Die Umwandlungsschaltung wandelt den Fotostrom in das Spannungssignal um. Die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung detektiert die Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf der Basis des Spannungssignals. Die lichtabschirmende Einheit schirmt den Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet ab, das in der Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist. Dadurch kann der Festkörper-Bildsensor eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken.
  • Darüber hinaus ist die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film, der die Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche der Halbleiterschicht vorgesehen ist, die die Fotodiode enthält. Im Fall des von vorne beleuchteten Typs kann damit der Festkörper-Bildsensor den Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet von der Verdrahtungsschicht aus abschirmen.
  • Darüber hinaus ist die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film, der die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Halbleiterschicht bedeckt, die die Fotodiode enthält. Damit kann im Fall des rückseitig beleuchteten Typs der Festkörper-Bildsensor den Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet von der Halbleiterschicht aus abschirmen.
  • Der lichtabschirmende Film ist darüber hinaus an der Position vorgesehen, die mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappt, schließt das Störstellendiffusionsgebiet in Draufsicht ein und weist eine Überstand-Breite vom Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht auf, wobei die Überstand-Breite gleich dem oder größer als der Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das aus der schrägen Richtung einfallende Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Darüber hinaus ist die lichtabschirmende Einheit eine lichtabschirmende Verdrahtung in der Verdrahtungsschicht, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe der Seite vorgesehen ist, auf der das Einfallslicht einfällt. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt, indem nur das vorhandene Verdrahtungsmuster in der Verdrahtungsschicht geändert wird, ohne einen Prozess zum Ausbilden der lichtabschirmenden Einheit zusätzlich hinzuzufügen.
  • Die lichtabschirmende Verdrahtung ist überdies an der Position vorgesehen, die mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappt, schließt das Störstellendiffusionsgebiet in Draufsicht ein und weist die Überstand-Breite vom Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht auf, wobei die Überstand-Breite gleich dem oder größer als der Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass aus der schrägen Richtung einfallendes Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Darüber hinaus umfasst die lichtabschirmende Verdrahtung eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen. Damit kann der Festkörper-Bildsensor zuverlässiger als eine einschichtige lichtabschirmende Verdrahtung verhindern, dass das Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Die lichtabschirmende Einheit ist überdies ein lichtabschirmendes Bauteil, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen dem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das Licht durch die HC-Lichtemission in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Das Störstellendiffusionsgebiet ist darüber hinaus außerhalb des Gebiets vorgesehen, durch das ein Lichtstrahl des einfallenden Lichts, das durch die Linse auf die Fotodiode gebündelt wird, hindurchgeht. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das durch die Linse gebündelte und durch die Fotodiode durchgelassene Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Der Festkörper-Bildsensor gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält darüber hinaus die Fotodiode, die Umwandlungsschaltung, die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung und das Störstellendiffusionsgebiet. Die Fotodiode wandelt einfallendes Licht fotoelektrisch um, um einen Fotostrom zu erzeugen. Die Umwandlungsschaltung wandelt den Fotostrom in das Spannungssignal um. Die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung detektiert die Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf der Basis des Spannungssignals. Das Störstellendiffusionsgebiet ist außerhalb des Gebiets vorgesehen, durch das ein Lichtstrahl des durch die Linse auf die Fotodiode gebündelten einfallenden Lichts hindurchgeht, und ist in der Schaltung enthalten, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist. Infolgedessen kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das durch die Linse gebündelte und durch die Fotodiode durchgelassene Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt, wodurch eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrückt wird.
  • Überdies enthält der Festkörper-Bildsensor die lichtabschirmende Einheit, die den Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet abschirmt. Damit kann der Festkörper-Bildsensor eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit der Leuchtdichteänderung unterdrücken.
  • Die lichtabschirmende Einheit ist außerdem ein lichtabschirmender Film, der die Lichteinfallsseite der Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche der die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht vorgesehen ist. Damit kann im Fall des von vorne beleuchteten Typs der Festkörper-Bildsensor den Lichteinfall von der Verdrahtungsschicht aus auf das Störstellendiffusionsgebiet abschirmen.
  • Die lichtabschirmende Einheit ist darüber hinaus ein lichtabschirmender Film, der die Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht bedeckt. Damit kann im Fall des rückseitig beleuchteten Typs der Festkörper-Bildsensor den Lichteinfall auf das Störstellendiffusionsgebiet von der Halbleiterschicht aus abschirmen.
  • Der lichtabschirmende Film ist überdies an der Position vorgesehen, die mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappt, schließt in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet ein und weist eine Überstand-Breite vom Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht auf, wobei die Überstand-Breite gleich dem oder größer als der Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das aus der schrägen Richtung einfallende Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Die lichtabschirmende Einheit ist außerdem eine lichtabschirmende Verdrahtung in der Verdrahtungsschicht, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe der Seite vorgesehen ist, auf der das einfallende Licht einfällt. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt, indem nur das vorhandene Verdrahtungsmuster in der Verdrahtungsschicht geändert wird, ohne einen Prozess zum Ausbilden der lichtabschirmenden Einheit separat hinzuzufügen.
  • Die lichtabschirmende Verdrahtung ist außerdem an der mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen, schließt in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet ein und weist die Überstand-Breite vom Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht auf, wobei die Überstand-Breite gleich dem oder größer als der Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass das aus der schrägen Richtung einfallende Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Die lichtabschirmende Verdrahtung umfasst darüber hinaus eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen. Damit kann der Festkörper-Bildsensor zuverlässiger als die einschichtige lichtabschirmende Verdrahtung verhindern, dass das Licht in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Die lichtabschirmende Einheit ist darüber hinaus ein lichtabschirmendes Bauteil, das in einen Graben gefüllt ist, der zwischen dem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist. Damit kann der Festkörper-Bildsensor verhindern, dass Licht durch die HC-Lichtemission in das Störstellendiffusionsgebiet eintritt.
  • Das Störstellendiffusionsgebiet ist darüber hinaus mit einem kapazitiven Element verbunden, das in der Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist. Damit weist der Festkörper-Bildsensor die oben beschriebene lichtabschirmende Struktur auf, wodurch eine Variation der in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung eingespeisten Spannung aufgrund von Streulicht unterdrückt wird.
  • Das Störstellendiffusionsgebiet ist überdies mit dem Gate des Rücksetztransistors verbunden, der das kapazitive Element entlädt und zurücksetzt, das in der Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist. Damit weist der Festkörper-Bildsensor die oben beschriebene lichtabschirmende Struktur auf, wodurch ein Betriebsfehler des Rücksetztransistors aufgrund von Streulicht unterdrückt wird.
  • Man beachte, dass die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Effekte nur Beispiele sind und nicht eingeschränkt sind und andere Effekte aufgezeigt werden können.
  • Man beachte, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen aufweisen kann.
    • (1) Ein Festkörper-Bildsensor, aufweisend:
      • eine Fotodiode, die dafür konfiguriert ist, einfallendes Licht fotoelektrisch umzuwandeln, um einen Fotostrom zu erzeugen;
      • eine Umwandlungsschaltung, die dafür konfiguriert ist, den Fotostrom in ein Spannungssignal umzuwandeln;
      • eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung, die dafür konfiguriert ist, eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf Basis des Spannungssignals zu detektieren; und
      • eine lichtabschirmende Einheit, die dafür konfiguriert ist, einen Einfall von Licht auf ein Störstellendiffusionsgebiet abzuschirmen, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
    • (2) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (1), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmender Film ist, der eine Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht gestapelt ist.
    • (3) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (1), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmender Film ist, der eine Oberfläche auf der Lichteinfallsseite einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht bedeckt.
    • (4) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (2) oder (3), worin der lichtabschirmende Film
      • an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
    • (5) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (1) bis (4), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • eine Verdrahtung ist, die zum Zweck einer Abschirmung von Licht in einer Verdrahtungsschicht vorgesehen ist, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe einer Seite vorgesehen ist, wo das einfallende Licht einfällt.
    • (6) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (5), worin
      • die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung
      • an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
    • (7) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (5) oder (6), worin
      • die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung
      • eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten umfasst, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen.
    • (8) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (1) bis (7), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmendes Bauteil enthält, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist.
    • (9) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (1) bis (8), worin
      • das Störstellendiffusionsgebiet
      • außerhalb eines Gebiets vorgesehen ist, durch das ein Lichtstrahl des durch eine Linse auf die Fotodiode gebündelten einfallenden Lichts hindurchgeht.
    • (10) Ein Festkörper-Bildsensor, aufweisend:
      • eine Fotodiode, die dafür konfiguriert ist, einfallendes Licht fotoelektrisch umzuwandeln, um einen Fotostrom zu erzeugen;
      • eine Umwandlungsschaltung, die dafür konfiguriert ist, den Fotostrom in ein Spannungssignal umzuwandeln;
      • eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung, die dafür konfiguriert ist, eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf Basis des Spannungssignals zu detektieren; und
      • ein Störstellendiffusionsgebiet, das außerhalb eines Gebiets vorgesehen ist, durch das ein Lichtstrahl des durch eine Linse auf die Fotodiode gebündelten einfallenden Lichts hindurchgeht, und in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
    • (11) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (10), ferner aufweisend:
      • eine lichtabschirmende Einheit, die dafür konfiguriert ist, einen Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet abzuschirmen.
    • (12) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (11), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmender Film ist, der eine Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht gestapelt ist.
    • (13) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (11), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmender Film ist, der eine Oberfläche auf der Lichteinfallsseite einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht bedeckt.
    • (14) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (12) oder (13), worin
      • der lichtabschirmende Film
      • an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
    • (15) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (11) bis (14), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • eine Verdrahtung ist, die zum Zweck einer Abschirmung von Licht in einer Verdrahtungsschicht vorgesehen ist, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe einer Seite vorgesehen ist, wo das einfallende Licht einfällt.
    • (16) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (15), worin
      • die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung
      • an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, das Störstellendiffusionsgebiet in Draufsicht einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
    • (17) Der Festkörper-Bildsensor gemäß (15) oder (16), worin
      • die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung
      • eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten umfasst, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen.
    • (18) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (11) bis (17), worin
      • die lichtabschirmende Einheit
      • ein lichtabschirmendes Bauteil enthält, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist.
    • (19) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (1) bis (18), worin
      • das Störstellendiffusionsgebiet
      • mit einem kapazitiven Element verbunden ist, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
    • (20) Der Festkörper-Bildsensor gemäß einem von (1) bis (19), worin
      • das Störstellendiffusionsgebiet
      • mit einem Gate eines Rücksetztransistors verbunden ist, der ein kapazitives Element entlädt und zurücksetzt, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Bildgebungsvorrichtung
    110
    Abbildungslinse
    120
    Aufzeichnungseinheit
    130
    Steuerungseinheit
    200
    Festkörper-Bildsensor
    201
    lichtempfangender Chip
    202
    Detektions-Chip
    211, 212, 213, 231, 232, 233
    Kontaktloch-Anordnungsbereich
    220
    lichtempfangende Einheit
    221
    Fotodiode
    240
    Signalverarbeitungsschaltung
    251
    Reihen-Ansteuerungsschaltung
    252
    Spalten-Ansteuerungsschaltung
    260
    Adressereignis-Detektionseinheit
    300
    Adressereignis-Detektionsschaltung
    310
    Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung
    311
    Umwandlungstransistor
    312
    Stromquellentransistor
    313
    Spannungsversorgungstransistor
    320
    Puffer
    330
    Subtrahierer
    331, 333
    Kondensator
    332
    Inverter
    334
    Schalter
    340, 340a
    Quantisierer
    341
    Komparator
    350
    Übertragungsschaltung
    400, 410
    Halbleiterschicht
    500, 530
    Verdrahtungsschicht
    501, 531
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    502, 532
    Verdrahtung
    503, 533
    Gate-Elektrode
    600
    On-Chip-Linse
    700, 701
    lichtabschirmender Film
    710, 711, 712, 714
    lichtabschirmende Verdrahtung
    720, 730, 731, 740
    lichtabschirmendes Bauteil

Claims (20)

  1. Festkörper-Bildsensor, aufweisend: eine Fotodiode, die dafür konfiguriert ist, einfallendes Licht fotoelektrisch umzuwandeln, um einen Fotostrom zu erzeugen; eine Umwandlungsschaltung, die dafür konfiguriert ist, den Fotostrom in ein Spannungssignal umzuwandeln; eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung, die dafür konfiguriert ist, eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf Basis des Spannungssignals zu detektieren; und eine lichtabschirmende Einheit, die dafür konfiguriert ist, einen Einfall von Licht auf ein Störstellendiffusionsgebiet abzuschirmen, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
  2. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film ist, der eine Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht gestapelt ist.
  3. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film ist, der eine Oberfläche auf der Lichteinfallsseite einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht bedeckt.
  4. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 2, wobei der lichtabschirmende Film an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
  5. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die lichtabschirmende Einheit eine Verdrahtung ist, die zum Zweck einer Abschirmung von Licht in einer Verdrahtungsschicht vorgesehen ist, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe einer Seite vorgesehen ist, wo das einfallende Licht einfällt.
  6. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 5, wobei die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
  7. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 5, wobei die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten umfasst, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen.
  8. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmendes Bauteil enthält, das in einem Graben eingebettet ist, der zwischen einem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist.
  9. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei das Störstellendiffusionsgebiet außerhalb eines Gebiets vorgesehen ist, durch das ein Lichtstrahl des durch eine Linse auf die Fotodiode gebündelten einfallenden Lichts hindurchgeht.
  10. Festkörper-Bildsensor, aufweisend: eine Fotodiode, die dafür konfiguriert ist, einfallendes Licht fotoelektrisch umzuwandeln, um einen Fotostrom zu erzeugen; eine Umwandlungsschaltung, die dafür konfiguriert ist, den Fotostrom in ein Spannungssignal umzuwandeln; eine Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung, die dafür konfiguriert ist, eine Änderung der Leuchtdichte des einfallenden Lichts auf Basis des Spannungssignals zu detektieren; und ein Störstellendiffusionsgebiet, das außerhalb eines Gebiets vorgesehen ist, durch das ein Lichtstrahl des durch eine Linse auf die Fotodiode gebündelten einfallenden Lichts hindurchgeht, und in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
  11. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 10, aufweisend: eine lichtabschirmende Einheit, die dafür konfiguriert ist, einen Einfall von Licht auf das Störstellendiffusionsgebiet abzuschirmen.
  12. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film ist, der eine Verdrahtungsschicht bedeckt, die auf einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht gestapelt ist.
  13. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmender Film ist, der eine Oberfläche auf der Lichteinfallsseite einer die Fotodiode enthaltenden Halbleiterschicht bedeckt.
  14. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 12, wobei der lichtabschirmende Film an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, in Draufsicht das Störstellendiffusionsgebiet einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
  15. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, wobei die lichtabschirmende Einheit eine Verdrahtung ist, die zum Zweck einer Abschirmung von Licht in einer Verdrahtungsschicht vorgesehen ist, die bezüglich des Störstellendiffusionsgebiets nahe einer Seite vorgesehen ist, wo das einfallende Licht einfällt.
  16. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 15, wobei die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung an einer mit dem Störstellendiffusionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, das Störstellendiffusionsgebiet in Draufsicht einschließt und eine Überstand-Breite von einem Außenumfang des Störstellendiffusionsgebiets in einer Seitenansicht aufweist, wobei die Überstand-Breite gleich einem oder größer als ein Abstand zum Störstellendiffusionsgebiet in einer Seitenansicht ist.
  17. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 15, wobei die zum Zweck einer Abschirmung von Licht vorgesehene Verdrahtung eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten umfasst, die in Draufsicht zumindest teilweise überlappen.
  18. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 11, wobei die lichtabschirmende Einheit ein lichtabschirmendes Bauteil enthält, das in einen Graben gefüllt ist, der zwischen einem aktiven Element, das Licht durch heiße Träger emittiert, und dem Störstellendiffusionsgebiet vorgesehen ist.
  19. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei das Störstellendiffusionsgebiet mit einem kapazitiven Element verbunden ist, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
  20. Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei das Störstellendiffusionsgebiet mit einem Gate eines Rücksetztransistors verbunden ist, der ein kapazitives Element entlädt und zurücksetzt, das in einer Schaltung enthalten ist, die das Spannungssignal in die Leuchtdichteänderungs-Detektionsschaltung einspeist.
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